在我们的c++课程中,他们建议不要再在新项目中使用c++数组。据我所知,Stroustroup本人建议不要使用数组。但是否存在显著的性能差异?


当前回答

可能会有一些边缘情况,你在内联函数中有一个向量访问在内联函数中,你已经超出了编译器将内联的范围,它将强制函数调用。这种情况太罕见了,不值得担心——总的来说,我同意litb的观点。

我很惊讶居然没有人提到这一点——不要担心性能,直到它被证明是一个问题,然后进行基准测试。

其他回答

两者之间的性能差异很大程度上取决于实现——如果你比较一个实现得很差的std::vector和一个优化的数组实现,数组会赢,但是反过来,vector会赢……

As long as you compare apples with apples (either both the array and the vector have a fixed number of elements, or both get resized dynamically) I would think that the performance difference is negligible as long as you follow got STL coding practise. Don't forget that using standard C++ containers also allows you to make use of the pre-rolled algorithms that are part of the standard C++ library and most of them are likely to be better performing than the average implementation of the same algorithm you build yourself.

也就是说,以我之见,vector在使用调试STL的调试场景中胜出,因为大多数具有适当调试模式的STL实现至少可以突出/清除人们在使用标准容器时所犯的典型错误。

哦,不要忘记数组和vector共享相同的内存布局,因此您可以使用vector将数据传递给需要基本数组的遗留C或c++代码。但是,请记住,在这种情况下,大多数赌注都是无效的,您将再次处理原始内存。

假设一个固定长度的数组(例如int* v = new int[1000];vs std::vector<int> v(1000);, v的大小保持固定在1000),唯一真正重要的性能考虑因素(或者至少对我来说,当我处于类似的困境时)是访问元素的速度。我查了一下STL的向量代码,下面是我的发现:

const_reference
operator[](size_type __n) const
{ return *(this->_M_impl._M_start + __n); }

这个函数肯定会被编译器内联。所以,只要你计划对v做的唯一一件事就是用operator[]访问它的元素,看起来在性能上不应该有任何差别。

可能会有一些边缘情况,你在内联函数中有一个向量访问在内联函数中,你已经超出了编译器将内联的范围,它将强制函数调用。这种情况太罕见了,不值得担心——总的来说,我同意litb的观点。

我很惊讶居然没有人提到这一点——不要担心性能,直到它被证明是一个问题,然后进行基准测试。

为微优化人员准备的序言

记住:

程序员浪费了大量的时间去思考或担心程序中非关键部分的速度,而当考虑到调试和维护时,这些提高效率的尝试实际上会产生强烈的负面影响。我们应该忘记小的效率,大约97%的时候:过早的优化是万恶之源。但我们不应该错过这关键的3%的机会。”

(感谢metamorphosis的完整引用)

不要使用C数组来代替向量(或任何东西),因为你认为它更快,因为它应该是低级别的。你可能错了。

使用默认的向量(或者根据需要使用安全的容器),然后如果你的分析器说这是一个问题,看看你是否可以优化它,要么使用更好的算法,要么改变容器。

话虽如此,我们可以回到最初的问题。

静态/动态数组?

c++数组类比低级C数组表现得更好,因为它们了解自己很多东西,并且可以回答C数组不能回答的问题。他们能够自己打扫卫生。更重要的是,它们通常是使用模板和/或内联编写的,这意味着在调试中出现的大量代码在发布版本中分解为很少或没有代码,这意味着它们与内置的不太安全的竞争没有区别。

总而言之,它分为两类:

动态数组

使用指向malloc-ed/new-ed数组的指针最多和std::vector版本一样快,但安全性要低得多(参见litb的帖子)。

所以使用std::vector。

静态数组

最好使用静态数组:

和std::array版本一样快 更不安全。

所以使用std::array。

未初始化的内存

有时,使用一个向量而不是一个原始缓冲区招致一个可见的成本,因为向量将在构造时初始化缓冲区,而它所取代的代码没有,正如bernie by在他的回答中所说。

如果是这种情况,那么您可以通过使用unique_ptr而不是vector来处理它,或者,如果这种情况在您的代码线中不是例外,实际上编写一个类buffer_owner,它将拥有该内存,并让您轻松安全地访问它,包括调整它的大小(使用realloc?)或任何您需要的奖励。

如果在调试模式下编译软件,许多编译器将不会内联vector的访问器函数。这将使stl向量的实现在性能有问题的情况下变得更慢。它还将使代码更容易调试,因为您可以在调试器中看到分配了多少内存。

在优化模式下,我希望stl向量接近数组的效率。这是因为许多vector方法现在都内联了。